本检测系统阐述了多组学整合分析这一前沿生物医学研究范式。文章首先概述了其通过整合基因组、转录组、蛋白组、代谢组等多层次数据,以揭示复杂生命系统运行机制的核心价值。随后,文章以技术视角详细展开,从检测项目、检测范围、检测方法及检测仪器设备四个维度,列举了涵盖从DNA序列到小分子代谢物的关键技术与平台,为研究者理解与设计多组学整合分析流程提供了全面的技术参考。
核心优势
检测中心实验室配备国内外的前沿分析检测设备,检测报告获得CNAS、CMA双重认证,国际互认。
检测流程
检测项目
全基因组测序:对生物体完整的DNA序列进行测定,用于发现基因结构变异、单核苷酸多态性等遗传信息。
全外显子组测序:针对基因组中所有蛋白质编码区域进行测序,是高效研究编码区变异与疾病关联的核心项目。
RNA测序:对转录组所有RNA分子进行测序,用于全面分析基因表达水平、可变剪接及新转录本发现。
小RNA测序:专门针对miRNA、siRNA等短链非编码RNA进行测序,研究其在基因调控中的作用。
DNA甲基化测序:在全基因组范围内检测DNA分子上胞嘧啶的甲基化修饰状态,是表观遗传学研究的关键。
染色质可及性测序:如ATAC-seq,用于检测染色质的开放区域,间接反映转录调控活性。
蛋白质组质谱分析:对样品中所有蛋白质进行大规模鉴定与定量,揭示蛋白质的表达、修饰和相互作用。
磷酸化蛋白质组学:特异性富集并鉴定磷酸化修饰的肽段,研究细胞信号转导通路的关键动态变化。
非靶向代谢组学:无偏向性地检测生物样本中所有小分子代谢物的整体变化,发现潜在生物标志物。
靶向代谢组学:针对特定通路或类别的已知代谢物进行精确定量与验证,具有高灵敏度和特异性。
检测范围
基因组变异:涵盖单核苷酸变异、插入缺失、拷贝数变异、结构变异等所有类型的遗传物质改变。
转录本全景:包括mRNA、lncRNA、circRNA及各种小RNA在内的全部转录产物及其丰度。
表观基因组景观:涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质三维结构等不改变DNA序列的遗传信息。
蛋白质表达谱:从组织、细胞乃至亚细胞器层面,检测数千至上万种蛋白质的绝对或相对丰度。
蛋白质翻译后修饰:重点覆盖磷酸化、乙酰化、泛素化等对蛋白质功能具有关键调节作用的化学修饰。
代谢物指纹图谱:涵盖氨基酸、有机酸、糖类、脂质、激素等内源性小分子代谢物的整体集合。
微生物群落组成:通过宏基因组学等技术,分析特定环境(如肠道)中所有微生物的物种与基因构成。
细胞信号网络:通过整合磷酸化蛋白质组学数据,描绘跨膜受体到核内转录因子的信号传递路径。
分子相互作用网络:基于蛋白互作、转录因子-靶基因等数据,构建分子间的物理或功能关联网络。
跨组织与体液整合:范围可扩展至血液、尿液、脑脊液等多种生物样本,实现系统水平的分析。
检测方法
下一代测序:基于边合成边测序原理的高通量平行测序技术,是基因组、转录组学研究的基石方法。
微阵列技术:利用预先设计的探针阵列进行杂交检测,常用于基因表达谱和DNA甲基化的中通量分析。
液相色谱-质谱联用:将液相色谱的分离能力与质谱的鉴定能力结合,是蛋白质组和代谢组学的核心分析方法。
气相色谱-质谱联用:特别适用于挥发性或经衍生化后易挥发的代谢物(如有机酸、脂肪酸)的高效分离与鉴定。
核磁共振波谱:基于原子核在磁场中的共振现象,用于代谢物的无损伤定性、定量及结构解析。
免疫沉淀与质谱联用:如Co-IP/MS,用于在接近生理条件下捕获并鉴定蛋白质复合物或特定修饰的蛋白质。
染色质免疫共沉淀测序:用于在全基因组范围内定位特定组蛋白修饰或转录因子结合的DNA区域。
单细胞测序:在单个细胞水平上对基因组、转录组或表观基因组进行测序,解析细胞异质性。
空间转录组学:在保留组织空间位置信息的前提下,测量特定位置上的基因表达模式。
数据驱动的整合建模:包括相关性分析、通路富集、网络构建、机器学习等生物信息学与计算生物学方法。
检测仪器设备
高通量测序仪:如Illumina NovaSeq、HiSeq系列,提供超高通量的DNA测序能力,是产生多组学数据的主力设备。
实时荧光定量PCR仪:用于对特定基因或转录本进行精确定量验证,是验证组学结果的重要工具。
高分辨率质谱仪:如Orbitrap系列和Q-TOF质谱仪,提供高精度、高分辨率的分子质量测定,用于蛋白质和代谢物鉴定。
三重四极杆质谱仪:具备极高的灵敏度和特异性,是进行靶向蛋白质组学和靶向代谢组学定量的金标准仪器。
高效液相色谱仪:作为质谱的前端分离系统,其超高性能液相色谱型号能极大提升分离分辨率和分析通量。
气相色谱仪:与质谱联用,专门用于复杂混合物中挥发性成分的高效分离。
核磁共振波谱仪:提供独特的代谢物结构信息和定量数据,是代谢组学研究的重要互补设备。
激光共聚焦显微镜:用于细胞成像和空间定位,可与组学数据结合进行可视化验证和功能研究。
单细胞分选与制备系统:如流式细胞分选仪或微流控平台,用于从复杂样本中分离和捕获单个细胞以供测序。
高性能计算集群与存储系统:处理海量组学数据所必需的IT基础设施,包括大规模并行计算节点和PB级存储阵列。
